光伏风电如何带动电力电子市场?(组图)

可再生电力能源的大规模部署,正在催生新的市场机遇。对光伏和风能 逆变器的需求将维持在较高水平。根据市场研究机构Yole预计,至2021年,光伏、风能和潮汐能逆变器市场将超过152GW(十亿瓦特发电装机容量)。

综合比较各类可再生能源的发电能力和优缺点,光伏和风能是当今被视为未来最有前途的技术。海洋能源,如潮汐涡轮机,目前还处于起步阶段,从长远来看可能将是一项有前途的替代技术。电力电子公司在可再生能源领域的机遇,典型的如应用于 光伏系统、风能涡轮机和潮汐涡轮机中的电力转换器/逆变器。

但是,如本报告所示,电力电子企业的机遇不仅限于电力转换器件。电力电子企业还可以发展光伏和风电系统需要的其它组件市场。这些市场包括:保护装置,母线及连接器,以及相关市场需要的组件和系统,如电力传输和分配(T&D)、直流微电网(DC Microgrid)和电池逆变器能量存储解决方案。

光伏和风力发电是相对成熟的技术,无论是每年的装机量还是总装机量都占据较大的市场。各个国家为了降低空气污染,减少电厂的CO2排放量,将推动新的光伏和风力发电装机量持续增长。光伏电站的电力平准化成本(LCOE)记录显示,在一些地区大型光伏电站产生的电力已经可以与传统的化石能源发电厂竞争,如将在迪拜建设的200兆瓦光伏电站的电价公布为58.5美元/兆瓦时。光伏和陆上风能电站在没有政府补贴的情况下仍极具市场竞争力,在未来将保持可持续发展。

2015~2021年可再生能源的逆变器市场(光伏、风能及潮汐能)2015~2021年可再生能源的逆变器市场(光伏、风能及潮汐能)
技术和成本的挑战将为创新的技术解决方案带来市场机遇

虽然光伏和风能发电已经是相当成熟的技术,但仍然有大量尚未开发的潜力,可以提高其性能、可靠性和寿命,并降低其电力电子元器件成本。光伏和风能发电企业在商业化产品中引入创新的技术,如果伴随着成本的上升,那么将承受较大的价格压力。

一项技术的创新往往必须在器件级、系统级或是在运行和维护水平上证明其经济优势。比如,可靠的器件不仅可以降低运行和维护成本,还可以提高投资者信心,降低项目融资成本。

在某些情况下,新技术的利用需要政策先行,例如在1500V直流光伏装置中,将基于半导体的断路器用于保护装置和直流微电网。政策的变化和国家之间的差异使得全球解决方案的开发变得复杂,但是当地企业具备的本土优势。

未开发的潜在市场也需要技术创新去“解封”,如海上风力电站。海上风力涡轮机和转换器需要达到更高的技术成熟水平,以提高在恶劣海洋条件下的可靠性,并降低其相对陆上风力电站的高昂发电成本。

如本报告所示,创新的技术解决方案正在如火如荼地研发中,这些创新技术包括:冷却解决方案、直流电路保护装置、1500V直流 光伏系统所需的器件、满足恶劣的海洋环境中的海上风力涡轮机和潮汐涡轮机所需的电力电子器件和系统。

2015~2021年可再生能源的逆变器市场(光伏、风能及潮汐能)电力电子企业的挑战与机遇并存
电力电子模组存在协同作用:电池存储正成为另一个市场机遇

大部分地区的 光伏和风能发电的财政补贴正在缩减,同时伴随着日益严峻的市场竞争,这些因素给电力电子器件制造商带来了较大的经济压力。事实上,尽管组件和器件的销售量很高,但是利润率往往较低。为此,电力电子器件制造商采取了多种市场策略。如报告中所示,创新的技术解决方案可以根据不同应用间的协同作用来实施,尤其那些基于直流电流的创新技术。

这些应用包括:光伏和电池存储、光伏和插电式混合动力汽车充电系统。创新的技术解决方案通过提高性能、降低成本、延长寿命和提高可靠性,使企业与其竞争对手形成差异化。ABB、GE和Ingeteam等企业通过发挥不同可再生能源间的协同作用,以及和电池存储系统之间的协同作用,扩大各自在新兴的相关市场份额。电池存储系统可以解决大量光伏和风能电站供电产生的间歇性问题。

向不同的市场提供相同或相似的产品可以帮助降低创新技术方案的开发成本和商业化成本。举个“电力电子积木(power electronic bricks)”的应用案例,如电力电子堆栈(power stacks)有助于轻松地根据不同地区的规格、系统规模和客户需求来构建完整的电力系统。潮汐涡轮机的开发是另一个由实践经验指导新产品开发的例子,其开发经验来自于海上风力涡轮机。

类似Ingeteam,许多企业都已经认识到迅速在新兴市场暂露头角的重要性。因此,他们都纷纷在潜在的新能源电站需求国家开设制造工厂。此外,对系统控制和能量传输管理解决方案的需求,也为系统集成商带来了新的市场机遇。2015~2021年可再生能源的逆变器市场(光伏、风能及潮汐能)来源麦姆斯咨询)
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